3.4 地质导向工具.pdf

第三章第三章 井下控制工具及应用井下控制工具及应用 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 国外对地质导向的研究始于八十年代末国外对地质导向的研究始于八十年代末 主要有主要有 美国美国 英国英国 德国德国 法国和挪威等国家法国和挪威等国家 19931993年年 由由AnadrillAnadrill公司研制成功了钻井公司研制成功了钻井 测井综合评价测井综合评价 系统系统 导向方式导向方式 几何导向几何导向 第三代第三代 地质导向地质导向 19931993年年 我国我国20062006年年 旋转导向旋转导向 第四代第四代 我国至今仍在研我国至今仍在研 发发 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 由井下随钻测量工具由井下随钻测量工具 MWD 测量的工程参测量的工程参 数数 井斜井斜 方位和工具面的数值传给控制系统方位和工具面的数值传给控制系统 由控制系统及时纠正和控制井眼沿预定的井眼轨由控制系统及时纠正和控制井眼沿预定的井眼轨 迹前进迹前进 1 1 几何导向几何导向 弯接头弯接头 直螺杆直螺杆 测斜仪器测斜仪器 弯壳体螺杆钻具弯壳体螺杆钻具 测斜仪器测斜仪器 弯筒涡轮钻具弯筒涡轮钻具 测斜仪器测斜仪器 测斜仪器测斜仪器 单点测斜单点测斜 多点测斜多点测斜 无线随钻测斜 无线随钻测斜 MWDMWD 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 2 2 地质导向技术简介地质导向技术简介 地质导向 利用近钻头处实时采集的地质地层参 数 超前预测和识别油气层 并根据需要调整井 眼轨迹 引导钻头准确钻达油气富集区 可在预先不掌握地层特性的情况下实现最优控制 地质导向的技术关键是近钻头处地层参数 井眼轨迹参数和钻头工作参数的实时测量 定义 根据各种地质资料定义 根据各种地质资料 随钻测井及测量数据随钻测井及测量数据 实时地调整井眼轨迹的测量控制技术实时地调整井眼轨迹的测量控制技术 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 在导向马达的壳体内安装多在导向马达的壳体内安装多 种传感器组件种传感器组件 使导向马达使导向马达 仪器化仪器化 螺杆马达螺杆马达 近钻头地质参数近钻头地质参数 近钻头工程参数近钻头工程参数 MWD工程工程 参数参数 地质参数 电阻率电阻率 自然伽马自然伽马 2 2 地质导向技术简介地质导向技术简介 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 电 磁 波 短 传 方 式 把 近 钻 头地质参数 工 程 参 数 传 到 无 线 接 收 系统 无线接收系统将 近钻头地质参数 工程参数向上传 递并融入正脉冲 无线随钻测量系 统 MWD 通 过泥浆脉冲将井 下信息传向井口 地面系统接收并 决策 3 3 地质导向工具仪器的结构 地质导向工具仪器的结构 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 无线接收系统示意图无线接收系统示意图 测传马达示意图测传马达示意图 3 3 地质导向工具仪器的结构 地质导向工具仪器的结构 井井 下下 仪仪 器器 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 井井 下下 仪仪 器器 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 测传马达测传马达 MWDMWD脉冲发生器脉冲发生器 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 3 地质导向工具仪器的结构 地质导向工具仪器的结构 地地 面面 监监 测测 与与 决决 策策 系系 统统 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 井径测井井径测井 4 4 随钻测井地质参数测量原理 随钻测井地质参数测量原理 自然电位是淡水泥浆砂泥岩剖面中划分储层和非储自然电位是淡水泥浆砂泥岩剖面中划分储层和非储 层的测井方法层的测井方法 如在碳酸盐岩剖面和盐水泥浆改为自然如在碳酸盐岩剖面和盐水泥浆改为自然 伽马伽马 标准电极系测井 电阻率 标准电极系测井 电阻率 自然电位测井自然电位测井 表示地层导电能力的物理量表示地层导电能力的物理量 数值上相当于截面积数值上相当于截面积 为为1 1mmmm2 2 长度为长度为1 1m m的单位体积岩石的电阻值的单位体积岩石的电阻值 单位为欧单位为欧 姆姆 米地层的电阻率与岩性米地层的电阻率与岩性 物性物性 含油性含油性 地层水性地层水性 质有关质有关 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 泥岩 幅度低泥岩 幅度低 无幅度差或正负不定的小幅度差无幅度差或正负不定的小幅度差 曲线曲线 平直平直 渗透性砂岩 幅度中等渗透性砂岩 幅度中等 明显正幅度差明显正幅度差 幅度和幅度差幅度和幅度差 随粒度变粗而增加随粒度变粗而增加 随含油性变好也增加随含油性变好也增加 渗透性生物灰岩 幅度高渗透性生物灰岩 幅度高 正幅度差大正幅度差大 孔隙性裂缝灰岩 幅度比致密灰岩低的多孔隙性裂缝灰岩 幅度比致密灰岩低的多 一般有正幅一般有正幅 度差度差 致密岩石 高幅度致密岩石 高幅度 由幅度不大的正或者负的幅度差由幅度不大的正或者负的幅度差 成锯齿状成锯齿状 在砂泥岩剖面一般度最高在砂泥岩剖面一般度最高 薄夹层呈尖薄夹层呈尖 峰状峰状 4 4 随钻测井地质参数测量原理 随钻测井地质参数测量原理 标准电极系测井 电阻率 标准电极系测井 电阻率 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 4 4 随钻测井地质参数测量原理 随钻测井地质参数测量原理 自然伽马测井自然伽马测井 自然伽玛自然伽玛 GR GR 是测量地是测量地 层中天然放射性原素的含量 层中天然放射性原素的含量 由于放射性元素通常聚集在由于放射性元素通常聚集在 页岩和粘土中 故可间接测页岩和粘土中 故可间接测 量沉积地层中的泥质含量 量沉积地层中的泥质含量 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 5 5 随钻测井地质参数测量的作用 随钻测井地质参数测量的作用 划分岩性划分岩性 油水层区分油水层区分 储层 自然电位明显的负异常和井径的明显缩径 储层 自然电位明显的负异常和井径的明显缩径 泥质非储层 自然电位曲线平直 扩径 泥质非储层 自然电位曲线平直 扩径 水层 电阻率低 自然电位负异常最大 水层 电阻率低 自然电位负异常最大 油气层 高电阻率 自然电位异常比水层小 油气层 高电阻率 自然电位异常比水层小 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 5 5 随钻测井地质参数测量的作用 随钻测井地质参数测量的作用 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 16 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 连续井眼轨迹控制 减少起下钻次数 近钻头处的井斜传感器减少了大斜度井 水平 井的井斜误差 增强了井眼位移延伸的能力 减少了钻柱的摩阻 近钻头钻速传感器可帮助司钻最佳使用导向马 达 提高机械钻速 延长马达的使用寿命 减 少起下钻换钻具的时间 近钻头传感器使钻头处参数测量的滞后时间接 近于零 能使井眼最大限度地保持在油气层内 6 6 地质导向的优越性 地质导向的优越性 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 方位伽马射线测量能在钻头处进行地层对比 这对探测标志层 确定套管下深和取心层位 是非常有用的 同时还可使司钻确知是否钻 穿地层的顶部或者底部 定性的电阻率测量能够实时显示油气和岩性 这对地层对比和确定油气水界面是非常有用 的 6 6 地质导向的优越性 地质导向的优越性 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 钻井之前首先了解地质结构 把地震资料 邻井的相关测 井资料和其他石油物理数据结合在一起进行分析 地震资料能揭示大量的地质地层特性 如地层倾角 断 层 横向延伸以及不连续性 根据掌握的资料可绘出详细的油藏图 确定流体的接触 情况 压力分布情况 以及油藏参数的空间变化 进行 敏感性研究 以确定井眼位置对产能的影响 把以上资料 限制条件以及轨道设计中的不确定因素结 合起来设计井眼轨道 同时对不同的方案进行成本或效 益分析 可得到一个优化的目标和井眼轨道设计 7 7 地质导向设计的步骤 地质导向设计的步骤 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 3 4 3 4 地质导向工具地质导向工具 评估可用的地震资料 计算和评估邻井的测井数据 评估邻井 油田的生产数据 选择目标段 选择目标段 设计和优化井身轨迹剖面 确定目的层内井眼合适位置的允许误差及风险 完成钻井评估 完井计划 开钻 将垂直井段钻至造斜点并进行初始定向钻井 进行地质对比和目标控制 7 7 地质导向设计的步骤 地质导向设计的步骤 3 4 3 4 地质导向